一种氢燃料电池的控制方法、装置及车辆制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种氢燃料电池的控制方法、装置及车辆，涉及氢燃料电动汽车技术领域，一方面，该方法包括以下步骤：获取储能电池的剩余电量SOC及车辆在储能电池充放电周期内的需求功率；若储能电池的剩余电量SOC大于设定范围区间的最大阈值，则关闭氢燃料电堆；若储能电池的剩余电量SOC小于设定范围区间的最小阈值，则氢燃料电堆根据需求功率放大设定系数后确定的充电功率，对车辆供电以及对储能电池充电；否则，氢燃料电堆根据需求功率在充放电周期内对车辆供电。第二方面，还提供一种装置，包括获取模块及判断执行模块。第三方面，还提供包括上述装置的车辆。通过上述控制方法，解决了氢燃料电堆频繁升降功率及开关机导致氢堆寿命受到影响的问题。寿命受到影响的问题。寿命受到影响的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料电池的控制方法、装置及车辆


[0001]本专利技术涉及氢燃料电动汽车
，具体涉及一种氢燃料电池的控制方法、装置及车辆。

技术介绍

[0002]纯燃料电池汽车只有燃料电池一个动力源，汽车的所有功率负荷都由燃料电池承担。其主要缺点有：燃料电池的功率大，成本昂贵；对燃料电池系统的动态性能和可靠性提出了很高的要求；不能进行制动能量回收。基于这些不利因素，目前的燃料电池汽车主要采用的是混合驱动型式，即在燃料电池的基础上，增加了一组电池或超级电容作为另一个动力源。电池作为辅助动力源，车辆需要的功率主要由燃料电池提供，电池只是在燃料电池启动、汽车爬坡和加速时提供功率，在汽车制动时回收制动能量。
[0003]目前氢燃料轻型商用车基本采用氢燃料电池和储能电池混合动力系统(FC+B)。FC+B系统的储能电池能够吸收再生制动回馈的能量、并且能够在氢燃料电池启动时为压缩机、油泵、鼓风机、电堆加热提供能量。另外FC+B系统可降低氢燃料电池的动态特性和功率需求，降低车辆氢堆成本，在氢燃料电池出现故障时，储能电池可以单独驱动车辆行驶。
[0004]但储能电电池在制动回馈和滑行回馈及待机驻车过程中，氢燃料电池对储能电电池充电时，容易出现储能电池过充的情况，且在行驶中，由于车辆即时需求功率的不断变化，导致氢燃料电池频繁的升降功率使氢堆寿命受影响。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种氢燃料电池的控制方法、装置及车辆，以解决现有技术中储能电池在制动回馈和滑行回馈及待机驻车过程中容易出现过充的情况，且在行驶中，由于车辆即时需求功率的不断变化，导致氢燃料电池频繁的升降功率使氢堆寿命受影响。
[0006]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0007]一方面，本申请提供一种氢燃料电池的控制方法，包括以下步骤：
[0008]获取储能电池的剩余电量SOC及车辆在上述储能电池充放电周期内的需求功率；
[0009]若上述储能电池的剩余电量SOC大于设定范围区间的最大阈值，则关闭氢燃料电堆；
[0010]若储能电池的剩余电量SOC小于设定范围区间的最小阈值，则上述氢燃料电堆根据上述需求功率放大设定系数后确定的充电功率，对车辆供电以及对上述储能电池充电；
[0011]否则，上述氢燃料电堆根据上述需求功率在充放电周期内对车辆供电。
[0012]在一些可选的实施例中，获取车辆在上述储能电池充放电周期内的需求功率，包括：
[0013]基于在报文周期内获取的车辆驱动功率和附件功率，结合车辆台架测试效率曲线，确定上述车辆在报文周期内的初始需求功率；
[0014]根据上述车辆在报文周期内的初始需求功率，将上述储能电池充放电周期内所有上述初始需求功率求平均值，确定充放电周期内的上述需求功率。
[0015]在一些可选的实施例中，根据确定车辆驱动功率，其中，P为车辆驱动功率，T为车辆转矩，n为车辆转速。
[0016]在一些可选的实施例中，上述氢燃料电堆根据上述需求功率放大设定系数后确定的充电功率，包括：
[0017]当上述储能电池的剩余电量SOC为40
‑
50％设定SOC时，上述设定系数为110％；
[0018]当上述储能电池的剩余电量SOC为30
‑
40％设定SOC时，上述设定系数为120％。
[0019]在一些可选的实施例中，若上述充电功率超出上述氢燃料电推允许的最大功率，则按照上述最大功率对上述储能电池充电。
[0020]在一些可选的实施例中，关闭氢燃料电堆后，上述储能电池输出电能用于为车辆提供驱动功率，直至上述储能电池的剩余电量SOC小于最大阈值。
[0021]在一些可选的实施例中，上述报文周期为10ms，上述充放电周期为30s。
[0022]在一些可选的实施例中，若上述氢燃料电堆根据上述需求功率在充放电周期内对车辆供电不足时，上述储能电池对车辆继续供电。
[0023]第二方面，还提供一种氢燃料电池的控制装置，包括：
[0024]数据获取模块，用于获取储能电池的剩余电量SOC及车辆在上述储能电池充放电周期内的需求功率；
[0025]判断执行模块，用于当上述储能电池的剩余电量SOC大于设定范围区间的最大阈值时，关闭氢燃料电堆；当储能电池的剩余电量SOC小于设定范围区间的最小阈值时，则上述氢燃料电堆根据上述需求功率放大设定系数后确定的充电功率，对车辆供电以及对上述储能电池充电；否则，上述氢燃料电堆根据上述需求功率在充放电周期内对车辆供电。
[0026]第三方面，还提供一种车辆，包括上述的氢燃料电池的控制装置。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：通过获取储能电池的剩余电量SOC及车辆在所述储能电池充放电周期内的需求功率，并判断储能电池的剩余电量SOC是否在设定范围区间，从而控制氢燃料电池的启停及功率输出。通过上述控制方法，可以避免储能电池在车辆制动回馈及待机驻车过程中出现回收电流超过储能电池此时的允许的最大充电电流的情况，同时在车辆运转过程中，根据储能电池的脉冲充放电周期，配合储能电池来对车辆供电，以保持氢燃料电堆在该充放电周期内输出功率的稳定性，解决了氢燃料电堆频繁升降功率及开关机导致氢堆寿命受到影响。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术实施例中一种氢燃料电池的控制方法的流程图；
[0030]图2为本专利技术实施例中一种车辆的驱动策略图。
具体实施方式
[0031]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0032]以下结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细说明。
[0033]储能电池存在脉冲放电、充电和可持续放电、充电两种特性，且储能电池在最佳的SOC(State ofCharge，电池的荷电状态)范围内及温度范围内，才可以保持良好的充放电特性。
[0034]在车辆工作时，FC+B系统的控制策略一般采用两种措施，一是根据储能电池SOC的变化划定不同的区间，采用不同的氢堆功率，针对性的在低SOC的时候相应提高氢燃料电池的功率值，氢燃料电池起到增程器的作用。第二种采用功率跟随的模式，根据车辆的驱动功率和附件功率以及后续可能性的功率提高氢堆的功率来满足行驶的需求，在此过程中储能电池对氢燃料电池多余的能量进行回收，氢燃料电池功率满足不了车本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取储能电池的剩余电量SOC及车辆在所述储能电池充放电周期内的需求功率；若所述储能电池的剩余电量SOC大于设定范围区间的最大阈值，则关闭氢燃料电堆；若储能电池的剩余电量SOC小于设定范围区间的最小阈值，则所述氢燃料电堆根据所述需求功率放大设定系数后确定的充电功率，对车辆供电以及对所述储能电池充电；否则，所述氢燃料电堆根据所述需求功率在充放电周期内对车辆供电。2.如权利要求1所述的氢燃料电池的控制方法，其特征在于，获取车辆在所述储能电池充放电周期内的需求功率，包括：基于在报文周期内获取的车辆驱动功率和附件功率，结合车辆台架测试效率曲线，确定所述车辆在报文周期内的初始需求功率；根据所述车辆在报文周期内的初始需求功率，将所述储能电池充放电周期内所有所述初始需求功率求平均值，确定充放电周期内的所述需求功率。3.如权利要求2所述的氢燃料电池的控制方法，其特征在于，根据确定车辆驱动功率，其中，P为车辆驱动功率，T为车辆转矩，n为车辆转速。4.如权利要求1所述的氢燃料电池的控制方法，其特征在于，所述氢燃料电堆根据所述需求功率放大设定系数后确定的充电功率，包括：当所述储能电池的剩余电量SOC为40
‑
50％设定SOC时，所述设定系数为110％；当所述储能电池的剩余电量SOC为30...

【专利技术属性】
技术研发人员：周剑兵，郑凯，唐军，王金员，卞晓光，石秀柱，於家华，赵健生，董国雄，张伟，
申请(专利权)人：东风汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：